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碳纤维及其复合材料广泛应用于航空航天等领域。其中,树脂基碳纤维复合材料可用于制造飞机、、火箭等*行器的部件

重量轻而且强度优良。新-代民用客机如波音787,其结构中复合材料的占比超过了50% ,机翼蒙皮等部位大

采用碳纤维复合材料。碳纤维复合材料的使用不仅降低了飞机的重量,还增加了使用寿命。因此,在小型领域,碳纤

维复合材料也得到了广泛的应用。

一、为什么小型要采用碳纤维复合材料:小型重量轻(起飞重量一般不超过7kg) ,来料加工碳纤维遥控模型,载荷较小,飞行高度低(不高于500m) ,速度慢(0- 300km/h) ,续航时间通常较短动力系统较弱等。但由于起降场地小,飞行作业环境复杂则又要求飞机具有一定抗毁伤能力。目前,碳纤维遥控模型定制,主流的微小型*行器包括固定翼飞机和多旋翼飞机,以及小型旋翼直升机。传统的微小型通常采用轻木结构框架表面加以热缩蒙皮,或者是采用EPP等材质发泡成型;对多旋翼而言,机体通常采用铝合金型材,或者塑料。这些材料虽然重量轻,但是强度刚度不够,在外力的冲击下,轻而易举的就受到损伤,于是碳纤维增强树脂等材料便成为了更好的选择。

二、碳纤维复合材料在小型上的应用优势

碳纤维一般不单独作为材料使用 ,常被加工成织物、毡、席、带、纸等,或者作为增强材料加入到树脂、金属、陶瓷等材料中,作为碳纤维增强复合材料。对于小型*行器,大面积应用碳纤维材料的部位在机翼机翼既要承受全机的载荷,气动升力和阻力,也要承受拉力,扭力,剪切力等。而小型*行器的重量要求十分苛刻,有限的电池容量、更多的任务载荷等的种种原因,每减轻1g重量,的飞行性能都可能会得到巨大的提升。所以减重便是碳纤维复合材料应用在的结构中的大优势。

为了降低自身重量,提高飞行速度和飞行时长,通常会选择钛合金来生产。随着新型材料研究的深入,碳纤维、玻璃纤维等复合材质的也相继问世。其中,碳纤维因为强度和刚性更高等特别,备受青睐。 碳纤维的生产工艺一直都比较繁琐,大量的生产环节都需要人力的投入,因此就有人提出来,是否可以通过全自动的方式,完成对碳纤维的生产,自此碳纤维跟3D打印开始有了联系。

3D打印的基材可以铝合金、软木、聚碳酸酯、钢、玻璃纤维、碳纤维和钛合金,其中铝合金的使用频次较高,碳纤维遥控模型厂家,钛合金成本太高,碳纤维难度较大。  相信很多人了解过3D打印碳纤维相关的资料,有通过3D打印环氧酯主体,搭配碳纤维蒙皮的方式,也有上面所说的真3D打印碳纤维主体部件的方式,这些与传统的手工设计和制作碳纤维的方式进行对比,可以发现精度和强度明显相差好几个档次。 传统手工碳纤维通过铺层、热压成型、脱模、粗磨、喷漆、精磨、检测等多道程序加工而成,其中热压成型采用高温热压技术,让碳纤维预浸料之间更加密实,大幅度提升强度和韧性,让碳纤维的使用寿命更长。对碳纤维有强度要求的企业,目前还是建议采用传统生产工艺的厂家。

先来看看钢、铝和钛合金这三种材料。相同体积下铝的重量轻,密度只有2.8g/cm3 ,但它的强度也是三者中的,耐高温能力也不太好。

钢材的强度很高,韧性也很好,那些对尺寸要求严格的部件都可以用钢材来制作,不过它的重量很大,密度是7.8g/cm3 ,在力求减负减重飞机中不能使用过多。钛合金的重比铝重、比钢轻,强度、耐热性能等都不错,但价格太高。

再来看看碳纤维,碳纤维的种类很多,用在飞机上的都是T300、T800等材料。 碳纤维的密度为1.5g/cm3 ,只有铝重量的一半。飞机克服自身的重動才能飞起,自然是重量越轻越好,轻重量还能省去不少油耗。它的拉伸强度在1.5GMPa以上,慈溪碳纤维遥控模型,比铝合部件高出几倍不止,和高强度的合金钢差不多,能承受强烈的外力摩擦和冲击。

举个例子,拿波音797 飞机来说吧,- -架 飞机使用23吨碳纤维代替其它材料,在整架飞机结构中占50%的话,重量足足能减轻15吨,可见碳纤维材料的优势。随着科技的发展,相信碳纤维材料的使用会越来越多,我们的生活也因它变的更美好。

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